人教版《传感器》优秀PPT1

常用在盒式录音机、声控玩具等便宜的家电上
塑
料
＋膜
－
＋－
＋ 背－极
空隙
驻极体
３、温度传感器的应用——电熨斗
复习:温度传感器制作材料、应用。
双金属片温度传感器： 原理:热胀冷缩原理
常温下两触点分离。温度升高，两 种金属膨胀性能不同，双金属片形状发 生变化，使触点接触。
电烫斗的构造
调温旋钮调节升降螺 丝，升降螺丝带动弹 性铜片升降，从而改 变触点接触的难易， 达到控制不同温度的 目的。
２、声传感器的应用——话筒
（1）、动圈式话筒：
永久 磁铁
动圈式话筒 的工作原理 是电磁感应 现象。
音圈 膜片在声波下振动，使得与膜片相连的 线圈中产生周期性变化的感应电流。
（2）、电容式话筒： 原理：Q是绝缘支架，
薄金 属膜
薄金属膜M 和固定电极N 形成一个电容器，被直流 电源充电。当声波使膜片
思考与讨论：
●常温下两触点是接触还是分离？温度过高时双金属
片将怎样作用？
●如何用调温旋钮来升高或降低电烫斗的工作温度？
４、温度传感器的应用——冰箱温度控制器
1、测温泡
2、细管
3、膜盒
4、弹簧片
5、动触点
6、静触点
7、拉杆
8、凸轮
9、连杆
思考与讨论：
氯甲烷及它的蒸气
1、为什么温度较高时压缩机自动工作，达到设定低温
（1）根据电路分析，叙述电饭煲煮饭的全过程（包括加 热和保温过程）．（2）简要回答，如果不闭合开关Ｓ １，电饭煲能将饭煮熟吗?（3）计算加热和保温两种 状态下，电饭煲的消耗功率之比．
（二）．温度传感器的应用——测温仪
阅读教材 66页
1 温度传感器测温仪有何优 点？
可以远距离读取温度 的数值．因为温度信号 变成电信号后可以远距 离传输． 2 常见的测温元件有哪些？
计算机系统
二．常见传感器元件
1、光敏电阻
硫化镉的电阻率跟光照的强 度有关。
把硫化镉涂敷在绝缘板上， 在其表面再用银浆涂敷两个互不 相连的栅状电极，这样就制成了 一个光敏电阻。硫化镉表面受到 的光照强度不同时，两个电极间 的电阻也不一样。
光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换 为电阻这个电学量
2、热敏电阻和金属热电阻
3 感温铁氧体有何特点？什么是“居里点”？ 常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，
温度达到约103℃，失去铁磁性． 居里点，又称居里温度，即指103℃。
电饭锅的构造
思考与讨论:
1 开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温磁 体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态。
2 水沸腾后，锅内大致保持100℃不变。
（三）．光传感器的应用——鼠标器
阅读教材 67页 1 机械式鼠标器的内部组成是什么？
滚球、滚轴与码盘、红外发射管与红外接收管
2 简述机械式鼠标器的工作原理。
鼠标器移动时，滚球运动通过轴带动x、y 方向两
个码盘转动，红外接收管就收到断续的红外线脉冲，
输出相应的电脉冲信号，计算机分别统计x、y两个方
如图所示是电饭煲的电路图，Ｓ１是一个限温开关，
手动闭合，当此开关的温度达到居里点（103℃）时会 自动断开，Ｓ２是一个自动温控开关，当温度低于约 70℃时会自动闭合，温度高于80℃时会自动断开，红 灯是加热状态时的指示灯，黄灯是保温状态时的指示灯， 限流电阻Ｒ１＝Ｒ２＝500Ω，加热电阻丝Ｒ３＝50Ω， 两灯电阻不计．
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
实验：
如图所示电磁继电器 工作电路，图中虚线框内 即为电磁继电器，D为动 触点，E为静触点．试分 析电磁继电器的工作原理。
当线圈 A中通电时，铁芯中产生磁场，吸引衔 铁B向下运动，从而带动动触点D向下与E接触，将 工作电路接通，当线圈A中电流为零时，电磁铁失 去磁性，衔铁B在弹簧作用下拉起，带动触点D与E 分离，自动切断工作电路．
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
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怎样使热敏电阻 在感测到更高的温 度时才报警？
要使热敏电阻在感测到更高的温度时才
报警，应减小R1的阻值，R1阻值越小，要使
斯密特触发器输入端达到高电平，则热敏电 阻阻值要求越小，即温度越高。
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
试说明控制电路的工作原理。
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
实验二: 温度报警器
如图所示为温度 报警器的工作电路， 试分析其工作原理 。
常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入端A 处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过蜂 鸣器，蜂鸣器不发声；当温度升高时，热敏电阻RT阻 值减小，斯密特触发器输入端A电势升高，当达到某 一值（高电平），其输出端由高电平跳到低电平，蜂 鸣器通电，从而发出报警声，Rl的阻值不同，则报警 温度不同。
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
3．电容式位移传感器
如何确定物体的位置？
被测物体在左右方向发生位移时，电介质板随之 在电容器两极板之间移动。物体位置的变化，就转 换成了电容的变化。
如何检测电容的变化？
源自文库、霍尔元件
在一个很小的矩形半导体 （例如砷化铟）薄片上，制作4 个电极，就成了一个霍尔元件。
霍尔元件能够把磁感应强度这个磁学量转换为电 压这个电学量
三 传感器的应用（一） ●传感器应用的一般模式
传 放大 感 转换 器 电路
执行 机构
显示器 （指针式电 表 数字屏）
计算机 系统
１、力传感器的应用——电子秤
思考:
阅读： P61
1、应变式力传感器的组成部分？
2、应变式传感器的原理？
U1
U2
金属梁
应变片发生形变时其电阻随之发生变化， 在恒定电流下，应变片是把形变（力学量） 转换为电压（电学量）的元件。
传感器章末复习
一、传感器的含义
传感器是把非电学物理量转换成易于测量、
传输、处理的电学量（如电压、电流、电容等）
的一种组件，起自动控制作用。
执行机构
传感器应用的一般模式:
非电学量
传感器
放大 电路
转换
电学量
显示器 (指针式电表) (数字屏)
常见：位移、速度、压 力、温度、湿度、流量、声 强、光照度等传感器
振动时，电容发生了变化，
电路中形成变化的电流，
于是电阻两端就输出了与
绝缘 支架
固定 电极
优点：保真度好
声音变化规律相同的电压
电容式话筒的工作原理： 利用电容器充放电形成的 充放电电流。
（3）、驻极体话筒：
它由内部的驻极体塑料膜感受声波，其工作原理
与电容式话筒类似，但是工作的电压只须 3～6 V， 特点：体积小，重量轻，价格便宜，灵敏度高，
热敏电阻或金属热 电阻能够把温度这 个热学量转换为电 阻这个电学量
金属的电阻率随温度的升高而增 大，用金属丝可以制作温度传感 器，称为热电阻，常用的一种热 电阻是用铂制作的。
与金属不同，温度上升时，有些 半导体的导电能力增强，因此可 以用半导体材料制作热敏电阻。
与热敏电阻相比，金属热电阻的 化学稳定性好，测温范围大，但 灵敏度较差。
热敏电阻、金属热电阻、热电偶及红外线敏 感元件等．
由于物体的温度 不同，发射红外线 的情况也不同，因 此利用红外线敏感 元件可以实现无接 触测温．
非接触式红外测温仪．
热电偶:
mA
T1
T2
T1≠T2
将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来， 构成一个闭合回路，当导体A和B的两个执着点1和2之 间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中 形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶 就是利用这一效应来工作的。
连贯地叙述电饭锅的工作过程 ?
开始煮饭时，用手压下开关按钮，永磁体与感温 磁体相吸，手松开后，按钮不再恢复到图示状态，则 触点接通，电热板通电加热，水沸腾后，由于锅内保 持100℃不变，故感温磁体仍与永磁体相吸，继续加 热，直到饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高， 当温度升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性， 在弹簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源， 从而停止加热．
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
分析：热敏电阻R1与滑动变阻器及电磁继电器构成低 压控制电路．
解析： （1）电路图如图所示 （2）工作过程：闭合S当温度低于设计值时热敏电阻 阻值大，通过电磁继电器电流不能使它工作，K接通电 炉丝加热．当温度达到设计值时，热敏电阻减小到某 值，通过电磁继电器的电流达到工作电流，K断开，电 炉丝断电，停止供热．当温度低于设计值，又重复前 述过程．
B、当有激光照射R1时，处理系统获得低电压
C、信号处理系统每获得一次低电压就计数一次
D、信号处理系统每获得一次高电压就计数一次
信号
处理
R2
R1
激光
系统
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
五． 传感器的应用实验 实验一 : 光控开关
实验原理及知识准备
（1）如图所示光控电路， 用发光二极管LED模仿路灯， RG为光敏电阻，R1的最大电 阻为51 kΩ，R2为 330 kΩ， 试分析其工作原理。
计算机光驱的主要部件是激光头，它可以发射脉冲激光
信号，激光扫描光盘信息时，激光头利用光敏电阻自动 计数将反射回来的脉冲信号传输给信号处理系统，再通 过计算机显示出来相应的信息。光敏电阻的自动计数示 意图如图所示，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻， 此光电计数器的基本工作原理是（ )
A、当有激光照射R1时，处理系统获得高电压
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
四:实例探究
☆电磁继电器与自动控制
【例1】现有热敏电阻、电炉丝、电源、电磁继电器、 滑动变阻器、开关和导线若干．如图所示，试设计一 个温控电路．要求温度低于某一温度时，电炉丝自动 通电供热，超过某一温度时，又可以自动断电，画出 电路图说明工作过程．
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
3 饭熟后，水分被大米吸收，锅底温度升高，当温度 升至“居里点103℃”时，感温磁体失去铁磁性，在弹 簧作用下，永磁体被弹开，触点分离，切断电源，从 而停止加热．
4 如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内保持100℃不 变，温度低于“居里点103℃”，电饭锅不能自动断电。 只有水烧干后，温度升高到103℃才能自动断电。
向的脉冲信号，处理后就使屏幕上的光标产生相应的 位移。
（四）．光传感器的应用——火灾报警器
阅读教材 68页
哪个元件是光传感器? 光电三极管是烟雾火警报警器中的光传感器
以利用烟雾对光的散射来工作的火灾报警器为例，简述其 工作原理。
报警器带孔的罩子内装有发光二极管LED、光电三极管和 不透明的挡板．平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现 高电阻状态．烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照 射到光电三极管上，其电阻变小．与传感器连接的电路检测出 这种变化，就会发出警报．
（2）要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1 的阻值调大些还是调小些？为什么？
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
图乙中，用白炽 灯模仿路灯，为何 要用到继电器？
由于集成电路允许通过的电流较小， 要用白炽灯泡模仿路灯，就要使用继电器 来启闭工作电路。
物理选修3-2人教版 第六章传感器章末复习
后就自动停止工作？
2、凸轮为什么可以改变设定的温度？
５、恒温箱温控器
思考与讨论： 1、应该把恒温箱中的加热器接在 A、B 还是 C、D 之
间呢？ 2、要使箱内温度保持100℃，可变电阻R′值应调节多
大？
６、加速度计
四． 传感器的应用 （二）
（一）、温度传感器的应用——电饭锅
阅读教材 65页 1 温度传感器的主要元件是什么？ 感温铁氧体 2 感温铁氧体的组成物质是什么？ 氧化锰、氧化锌和氧化铁粉末混合烧结而成